专利名称：具有预图案化表面特征的磁记录盘及其平坦化方法
技术领域：
本发明总地涉及具有高企的槽脊(land)和凹陷的槽或沟的预图案化表面特征的磁记录盘，更特别地，涉及具有平坦化表面的这样的盘。
背景技术：
常规磁记录硬盘驱动器使用水平记录或者垂直记录。在水平记录中，定义磁记录数据位的磁化区域取向在硬盘上的记录层的平面中；在垂直记录中，磁化区域取向为垂直于记录层平面。常规盘是“连续介质(CM)”盘，其中记录层是磁材料的连续层，当写头对磁材料进行写入时，磁材料的连续层变得形成为包含磁记录数据位的同心数据道。记录层还包括伺服扇区的预记录图案，伺服扇区用于在读和写期间将读/写头定位到期望的数据道且将头维持在数据道上。常规的CM盘具有保护外涂层，保护外涂层通常由非晶碳比如类金刚石碳(DLC)形成，其覆盖记录层且提供基本光滑的平坦表面。读/写头位于气垫滑块上， 盘旋转时，气垫滑块在空气薄膜或“气垫”上被支承于光滑盘表面上方。CM盘的变型是“离散道介质”(DTM)盘，意味着连续磁材料的同心数据道通过同心非磁防护带而彼此径向分隔开。DTM盘在本领域是已知的，例如描述于美国专利US4912585 中。在DTM盘中，数据道通常是高企的包含磁材料的槽脊，非磁防护带是凹陷在高企的槽脊以下的沟或槽。非磁防护带或者由非磁材料形成，或者包含磁材料但是凹陷得在高企的数据道之下足够远从而不负面影响来自数据道的读回信号。除了 CM盘和DTM盘之外，已经提出了具有“位图案化介质”(BPM)的磁记录盘来增大数据密度。在BPM盘中，盘上的可磁化材料被图案化成小的隔离的数据岛，使得在每个岛或“位”中有单个磁畴。单个磁畴可以是单个晶粒或者由数个强耦合的晶粒构成，强耦合的晶粒作为单个磁体一致地翻转磁状态。这与常规CM盘大不相同，常规CM盘中单个位可具有通过畴壁分隔开的多个磁畴。为了产生图案化岛的所需磁隔离，岛之间的空间的磁矩必须被破坏或者基本减小以使这些空间实质上是非磁的。在一类BPM盘中，数据岛是高企的、 间隔开的柱，其通过非磁的沟或凹陷部分隔开。DTM盘和BPM盘也需要伺服扇区，伺服扇区绕盘角间隔开且越过同心数据道基本径向延伸。伺服扇区是预记录的图案，其不能被写头重写且其在读和写期间用于将读/写头定位到所需数据道并将头维持在数据道上。在DTM盘和BPM盘中，伺服扇区可以是非磁沟或凹陷部分隔开的高企的磁材料伺服块(servo block)构成的预图案化表面特征。有若干种方法用于制造具有由高企的槽脊和凹陷的槽构成的表面特征的盘。在一种可应用于DTM盘和BPM盘两者的技术中，包括磁记录材料的层或多个层的全部所需层都沉积在盘衬底上，通常通过溅射沉积进行。然后盘被光刻构图成数据道和防护带以及伺服扇区的期望图案。然后真空蚀刻工艺诸如离子研磨或反应离子蚀刻(RIE)去除暴露的磁记录材料。这产生磁材料的槽脊和从槽脊的上表面凹进的非磁的槽。在另一种特别地可应用于BPM盘的技术中，经由纳米压印通过从模具复制来制造盘。纳米压印工艺不仅形成数据道中的隔离数据岛，而且形成伺服扇区中的伺服块。在纳米压印中，模具(mold)或模板(template)将表面特征的形貌图案复制到盘衬底上的聚合物抗蚀剂涂层上。盘衬底可具有电介质涂层，诸如硅氮化物膜。然后纳米压印的抗蚀剂图案用作掩模以用于用氟等离子体将图案蚀刻到硅氮化物膜中。在蚀刻硅氮化物之后，抗蚀剂被去除。然后磁材料溅射沉积于槽脊和槽上。槽可凹陷得离读/写头足够远从而不负面影响读或写，或者它们可用掺杂剂材料被“毒化”以赋予它们非磁性。对于DTM盘和BPM盘，需要平坦化表面形貌从而滑块通过旋转盘产生的气垫维持在较恒定的“飞行高度”。对于减小或消除从数据区过渡到伺服区或者从伺服区过渡到数据区引起的滑块扰动，平坦化尤其重要。通常通过在凹陷的槽或沟中沉积非磁填充材料，接着进行化学机械抛光(CMP)，完成平坦化。然而，非磁填充材料在CMP期间可能发生剥离。需要一种具有由高企的槽脊和凹陷的槽或沟的预图案化表面特征的盘，该盘具有平坦化的表面，且其中填充材料牢固地附着在槽或沟中。
发明内容
本发明涉及具有高企的槽脊(land)和凹陷的槽构成的表面特征的平坦化磁记录盘以及利用化学机械抛光(CMP)来平坦化所述盘的方法。CMP停止层沉积在槽脊上和凹陷部中。CMP停止层优选地是非晶碳如类金刚石碳(DLC)，其也可以被氢化和/或氮化。粘合膜沉积在CMP停止层上，含硅和氧的填充材料然后沉积在粘合膜上并与之接触。粘合膜改善填充材料的附着并防止后续CMP平坦化工艺期间的剥离。粘合膜优选地是纯(无氧)硅且填充材料优选地是硅氧化物(SiOx),其中氧的化学计量在SiOai *Si02.2之间。在备选实施例中，硅粘合膜和SiOx填充材料可一起形成硅氧化物的连续层，其中氧的量随着增加的层厚度而增加。第一 CMP步骤使用含有铈土(铈氧化物)的浆料，磨去槽脊上硅粘合膜之上的SiOx 填充材料。第二 CMP步骤使用含有硅石(优选为胶态硅石)的浆料，磨去槽脊上的硅粘合膜，在槽脊上留下CMP停止层且槽脊上的CMP停止层的上表面和凹陷部中的填充材料的上表面形成基本平坦的表面。CMP停止层可用作保护外涂层。备选地，槽脊上的CMP停止层可被去除，且保护外涂层可沉积在槽脊的上表面和凹陷部的上表面上。为了更全面理解本发明的本质和优点，请结合附图参考下面的详细说明。
图1是具有旋转致动器和刚性磁记录盘的盘驱动器的示意图，磁记录盘可以是具有预图案化伺服扇区的离散道介质(DTM)盘或位图案化介质(BPM)盘。图2A是DTM盘的示意性俯视图，示出具有高企的伺服块的普通伺服扇区和通过凹陷的防护带分隔开的三个高企的数据道的一部分。图2B是BPM盘的一部分的示意性俯视图，示出三个数据道，每个数据道包含通过凹陷的非磁区分隔开的离散的隔离数据岛。图3A、3B、3C、3D、3E和3F是在根据本发明的平坦化盘的方法的各个阶段沿垂直于离散数据道的平面截取的DTM盘的剖视图。
具体实施方式
图1示出具有旋转致动器2和刚性磁记录盘10的盘驱动器，磁记录盘10具有形成在表面11上的预图案化表面特征。表面特征至少包括在角间隔开的伺服扇区18中的预图案化伺服块。盘10绕中心轴100沿方向102旋转。表面11具有环形数据带12，其由内径 (ID)14和外径(0D)16定义。数据带的在伺服扇区18之间的部分用于存储用户数据且包含圆形数据道，每个数据道一般被分成多个物理数据扇区。盘10可以是DTM盘，在该情况下， 圆形数据道是通过凹陷的防护带分隔开的离散的径向间隔开的高企的道，除了伺服扇区18 中的伺服块之外，高企的道和凹陷的防护带形成表面特征。盘10也可以是BPM盘，在该情况下，圆形数据道包含通过凹陷部分隔开的离散的高企数据岛，除了伺服扇区18中的伺服块之外，高企的岛和凹陷部形成表面特征。旋转致动器2绕枢轴4转动且在其末端支承读/写头6。当致动器2旋转时，头6 遵循ID 14和OD 16之间的基本弓形路径。伺服扇区18形成角间隔开的弓形线的图案，弓形线从ID 14到OD 16基本径向延伸。伺服扇区的弓形匹配头6的弓形路径。在盘驱动器的操作期间，头6在位于ID 14和0D16之间的环形数据带12的多个同心圆形数据道中的选定的一个道上进行读或写数据。为了精确地从选定道读或写数据，头6需要维持在道的中心线上方。因此，每次伺服扇区18之一在头6下方经过时，头6检测伺服扇区中的位置误差信号(PEQ区段中的离散磁化伺服块。盘驱动器的头定位控制系统产生和使用PES以将头6朝向道中心线移动。因此，在盘10的完整旋转期间，通过来自于连串的角间隔开的伺服扇区18中的伺服块的伺服信息，头6持续维持在道中心线上方。图2A是盘10的放大俯视图，其中盘是DTM盘，且图2A示出普通伺服扇区18以及三个DTM数据道20、22、M的一部分。三个离散的高企数据道20、22、M和两个凹陷的防护带21、23被示出。伺服扇区18的全部阴影部分表示沿相同方向磁化的离散的高企伺服块。 如果盘驱动器设计为用于纵向或水平磁记录，伺服块可以全部水平地沿相同方向磁化，即在与图2A的纸平面平行的平面中，或者如果盘驱动器用于垂直磁记录，则伺服块垂直地沿相同方向磁化，即进入或离开纸平面。伺服扇区18中的非阴影区70和防护带21、23表示从高企的伺服块和高企的数据道20、22、M凹陷的非磁区。术语“非磁”意味着伺服块之间的区域70和数据道20、22、M之间的防护带21、23是凹陷部或槽，其包含非铁磁材料诸如电介质、或者在没有外加磁场时基本不具有剩磁的材料、或者凹陷为在高企的伺服块以下足够远从而不负面影响读和写的铁磁材料。非磁区70和防护带21、23也可以是磁记录层或盘衬底中不包含铁磁材料的凹陷的槽或沟。形成伺服扇区18的伺服块布置于区段30、40、50和60中，如图2A所示。伺服区段30是块31-35形成的自动增益控制(AGC)区段，块31-35用于测量信号的幅度且调节增益以用于随后读取的伺服块。伺服区段40是扇区标识(SID)区段，也称为伺服时标 (servo timing mark)或STM区段，用于提供时标从而为随后的伺服块建立开始/停止时序窗(timing window)。伺服区段50是道标识(TID)，也称为柱面或CTL区段，因为来自具有多个堆叠的盘的盘驱动器中的所有盘表面的道形成这些道的“柱面”。TID区段50包含道编号，通常用格雷码编码，且确定径向位置的整数部分。伺服区段60是位置误差信号(PES) 区段，在该示例中它包含作为公知的“正交脉冲(quad-burst) ”PES图案的一部分的A、B、 C、D伺服块子区段，且用于确定径向位置的小数部分。图2B是盘10的一部分的俯视图的示意图，其中盘是BPM盘。三个数据道20、22、24每个包含离散的隔离数据岛164且示出为具有两个相继的伺服扇区18，伺服扇区18越过同心数据道20、22、M基本径向地延伸。岛164示出为具有方形，但是岛可以以不同形状图案化，诸如圆形、基本椭圆形或者基本矩形。类似伺服扇区18中的伺服块(图2A)，每个数据道20、22、对包含离散的高企的间隔开的槽脊，其是磁材料的岛164。离散的岛通过凹陷的非磁区70与其它的岛分隔开。图2B所示的BPM盘因此不仅在伺服扇区18中而且在数据道20、22、M中包含高企的岛和凹陷的槽构成的表面特征。根据本发明的具有高企的槽脊和凹陷的槽构成的表面特征的平坦化盘和平坦化该盘的方法将参照图3A-3F进行说明，图3A-3F示出在该方法的各个阶段沿垂直于离散数据道的平面截取的DTM盘的剖视图。然而，该方法和通过该方法平坦化的所得盘也完全可应用到BPM盘。在本发明中，化学机械抛光(CMP)停止层沉积到凹陷部中并且粘合膜位于 CMP停止层和非磁填充材料之间。粘合膜改善了填充材料的附着并防止后续CMP平坦化工艺期间的剥离。非磁填充材料是硅氧化物(SiOx)且优选的粘合膜是硅。图3A是剖视图，示出在光刻构图和蚀刻以形成DTM盘之前的盘200。盘200是具有基本平坦表面202的衬底201，其上通常通过溅射沉积代表性的层。盘200描绘为具有记录层(RL)和在RL之下的可选的软磁衬层(SUL)的垂直磁记录盘，RL具有垂直(即基本垂直于衬底表面202)磁各向异性。可选的SUL用作来自盘驱动器写头的写磁场的磁通返回路径。硬盘衬底201可以是任何商业可得的玻璃衬底，但是也可以是常规的具有NiP表面涂层的铝合金，或者是备选衬底诸如硅、硅碱钙石或硅碳化物。用于生长SUL的粘合层或始层(onset layer，0L)可以是具有约2-lOnm厚度的AlTi合金或类似材料，其沉积在衬底表面202上。SUL 可由导磁材料形成，诸如合金 CoNiFe、FeCoB, CoCuFe, NiFe, FeAlSi, FeTaN, FeN,FeTaC,CoTaZr,CoFeTaZr,CoFe 和 CoZrNb。SUL 也可以是由通过非磁膜诸如 Al 或 CoCr 导电膜分隔开的多个软磁膜形成的层叠或多层SUL。SUL也可以是通过诸如Ru、Ir、Cr或者它们的合金的层间膜分隔开的多个软磁膜形成的层叠或多层SUL，层间膜引起反铁磁耦合。 SUL可具有约5至50nm范围的厚度。交换中断层(EBL)通常位于SUL上。它用来中断SUL和RL的导磁膜之间的磁交换耦合且还用来促进RL的外延生长。EBL可以不是必需的，但是如果使用的话，它可以是非磁钛(Ti)层，非导电材料诸如Si、Ge和SiGe合金，金属诸如Cr、Ru、W、Zr、Nb、Mo、V和 Al，金属合金诸如非晶CrTi和NiP，非晶碳诸如CNx,CHx和C，或者选自由Si、Al、Zr、Ti和 B构成的组的元素的氧化物、氮化物或碳化物。EBL可具有约5至40nm范围内的厚度。RL可以是表现垂直磁各向异性的任何已知非晶或晶体材料和结构的单层或多层。 因此，RL可以是具有合适的偏析物的颗粒多晶钴合金层，钴合金诸如为CoPt或CoPtCr合金，偏析物诸如为Si、！"a、Ti、Nb、Cr、V和B中的一种或更多的氧化物。此外，RL可由具有垂直磁各向异性的多层构成，诸如Co/Pt、Co/Pd、Fe/Pt和i^e/Pd多层，有或没有合适的偏析物，诸如上面提到的那些。此外，包含稀土元素的垂直磁层可用于RL，诸如CoSm、TbFe, TbFeCo, GdFe合金。RL也可由化学有序的CoPt、CoPd, FePt或!^ePd形成。块体形式的这些化学有序合金已知为面心四方(FCT) Lltl有序相材料(也称为CuAu材料)。Lltl相的c轴是易磁化轴且取向为垂直于衬底。类似Co/Pt和Co/Pd多层，这些层表现出非常强的垂直磁各向异性。RL的总厚度通常在约5至25nm的范围。图:3B是光刻构图和蚀刻之后的盘200的剖视图。蚀刻可以是真空蚀刻工艺如离子研磨或反应离子蚀刻(RIE)。蚀刻之后，RL材料的高企槽脊220和槽或凹陷部230形成在衬底表面202上。槽脊220具有上表面221。凹陷部230具有低于槽脊220的上表面221 的下表面231和侧壁231a。对于DTM盘，槽脊220和凹陷部230是沿圆周方向排列的同心环，同心凹陷部230是槽脊之间的间隙，用于沿径向分隔开同心槽脊。凹陷部230的一般深度(也基本是槽脊220的高度)在大约10至50nm的范围内，并且凹陷部的一般宽度在大约10至50nm的范围内。在图所示的例子中，蚀刻已经进行到一深度使得所有的RL材料和一部分EBL材料已经从凹陷部230的区域中去除。然而，备选地，蚀刻可进行到一深度使得仅部分RL材料被去除。在此情况下，在凹陷部230的下表面231下将有一 RL材料层。图3C是沉积CMP停止层210之后的盘200的剖视图。CMP停止层210沉积在槽脊 220的顶表面221上以及凹陷部230中。这导致CMP停止层210位于凹陷部的下表面231 上和凹陷部的侧壁231a上。CMP停止层210优选地是非晶碳层如类金刚石碳(DLC)。非晶碳或DLC也可被氢化和/或氮化，如本领域公知的那样。备选地，CMP停止层210可以是硅氮化物，诸如Si3N4或偏离此化学配比，包括具有Si的不饱和悬键的缺氮硅氮化物(通常称为SiNx)。CMP停止层也可由过渡金属氮化物诸如TiN、TaN、VN和WN制成，或者由过渡金属碳化物诸如TiC、WC、SiC和TaC制成。CMP停止层可通过溅射沉积来沉积至0. 2至4nm的厚度。CMP停止层的厚度在槽脊、侧壁和凹陷部上可不同。CMP停止层可以是单层、双层或多层，诸如构造为多层的硅和碳的交替层的堆叠。图3D是在CMP停止层210上沉积非磁粘合膜235和非磁填充材料240之后的盘 200的剖视图。粘合膜235沉积至约0. 1至3nm的厚度并覆盖凹陷部230中的CMP停止层 210，包括CMP停止层210的在侧壁231a旁边的部分。粘合膜235的在侧壁231a上的厚度可不同于在凹陷部230的下表面231处的厚度。粘合膜235优选地是溅射沉积至约0. 1至 3nm厚度的非晶硅。非磁填充材料240沉积至足以完全填充凹陷部230的厚度，至少至一高于槽脊220上的CMP停止层210的高度。这得到沉积在CMP停止层210的在高企的槽脊 220上的部分上的填充材料M0。非磁填充材料240包括硅和氧，优选地是硅氧化物(SiOx)， 其中氧的化学计量在SiOai和Si02.2之间。填充材料也可以是SiOxNy，其中χ在0. 1至2. 2 的范围中且y在0. 1至1.5的范围中。在备选实施例中，粘合膜235和填充材料240可以是一个成分梯度层，其中在填充材料的远离CMP停止层界面的区域中氧的含量更大。在该实施例中，在CMP停止层210附近没有或有很少的氧，氧的最高含量在凹陷部230的顶部附近。这种类型的成分梯度氧化物层(其中层的低氧或无氧粘合部分与CMP停止层210接触)可通过真空沉积来沉积。一种实现方法是从纯硅靶进行溅射沉积，其中进入溅射腔的氧的流速逐渐增加从而控制填充材料层中的氧结合。流速可以在沉积期间单调增加且然后保持在稳定值，或可以在沉积期间连续增加。选择流速从而使氧和硅的反应速率产生期望的化学配比(stoichiometry)。低的氧流速将导致缺氧的SiOx成分，其中0 < χ < 2. 2。过度的氧流速将使成分饱和，接近χ 值在1. 8至2. 2范围的SiOx值。另一方法是在该沉积工艺期间保持氧流速恒定并逐渐改变施加到硅靶的DC、RF或脉冲DC功率。第三种方法是改变氧流速以及提供到Si靶的功率。尽管纯(无氧)硅是用于粘合膜235的优选材料，但所选金属如Ti、Ta、V和Cr及它们的合金，包括这些金属或金属合金的氧化物、氮化物和氮氧化物，也可用作粘合膜。这些备选的粘合膜优选具有约0. 1至3nm的厚度。图3E是CMP已经向下去除填充材料240至CMP停止层210之后的盘200的剖视图。CMP是半导体制造和薄膜磁记录头制造中广泛使用的公知工艺。CMP浆料可包括液体和颗粒，液体使填充材料的表面层具有减小的粘合以更易于去除，颗粒帮助切割填充材料以去除之。具有不同化学属性的CMP浆料可商业购买且基于待去除的材料来选择。能够以很多方式进行CMP工艺。在第一 CMP步骤中，使用含有铈土(铈氧化物)的浆料。铈土浆料具有较快的SiOx去除速率，当硅粘合膜上面的SiOx填充层被去除时将停止抛光。加工将例如通过时间进行校准从而仅稍微过抛光SiOx填充材料。然后使用含有胶态硅石的浆料执行第二 CMP步骤从而磨去硅粘合膜。当到达CMP停止层210时将停止抛光。再次地，第二 CMP步骤将例如通过时间进行校准从而稍微过抛光硅粘合膜，这将导致凹陷部中的填充材料240相对于槽脊220上的CMP停止层210的顶表面的少量凹陷。另外，各种CMP终点检测系统和技术是已知的。例如，压盘(platen)和载具马达(carrier motor)电流的测量以及通过红外(IR)传感器测量压盘温度也能用于确定何时CMP工艺到达CMP停止层210。 填充材料240现在留在粘合膜235上的凹陷部中，包括沿着与侧壁231a旁边的部分CMP停止层210接触的部分粘合膜235。凹陷部中的填充材料MO的上表面241在CMP之后可经历非常轻微的凹陷，如图3E所示。然而，凹陷部的上表面241和高企的槽脊220上的CMP 停止层210的上表面基本共面并一起形成基本平坦的表面。这里使用时，“基本平坦”意味着凹陷部中的填充材料的上表面241的凹陷距CMP停止层210的上表面小于约5nm且不延伸到CMP停止层210的上表面以上超过约lnm。已经确定，如果CMP停止层210是非晶碳， 在CMP已经从CMP停止层210之上去除了填充材料240和粘合膜235之后，一些硅可留在非晶碳CMP停止层210的上表面上并变成嵌入于其中。也可以在从CMP停止层210之上基本去除填充材料240和粘合膜235之后继续 CMP。CMP将继续直到在凹陷部中实现大于CMP停止层210的厚度的凹陷深度。例如，如果使用2nm厚的非晶碳CMP停止层210，则将继续CMP直到凹陷区域中的填充材料240的凹陷大于2nm。于是填充材料MO的表面241将低于槽脊220上的CMP停止层210的顶表面顶部至少2nm。然后通过真空蚀刻工艺例如通过RIE去除CMP停止层210，这将得到凹入的表面241和槽脊220的顶表面221之间的基本共面的连续表面。该共面表面然后将涂覆以连续的保护外涂层，如下面在对图3F的描述中所描述的那样。在图3E中，高企的槽脊220上的CMP停止层210可起到用于槽脊220中的RL材料的保护外涂层的作用，在该情况下润滑层(未示出)可被沉积从而完成盘结构。然而，备选地，图3E中高企的槽脊220上的CMP停止层210可被去除，例如通过真空蚀刻或RIE。然后可接着进行保护外涂层的溅射沉积和润滑层的沉积。这样的盘结构示于具有保护外涂层 212和润滑层250的图3F的剖视图中。通常通过溅射沉积在槽脊220的上表面221和填充材料240的上表面241的基本平坦表面上沉积保护外涂层212。外涂层212优选地是溅射沉积的非晶碳，如DLC，其也可被氢化和/或氮化。可用于保护外涂层212的其它材料包括碳化物诸如硅碳化物和硼碳化物，氮化物诸如硅氮化物、钛氮化物和硼氮化物，金属氧化物诸如Ti02、ZrO2, A1203、Cr2O3> Ta2O5和ZrO2-Y2O3，以及这些材料的混合物。润滑层250可以是常规的盘润滑剂，如全氟聚醚(PFPE)聚合物，其键接或不键接到外涂层212。润滑剂通常通过将盘浸到PFPE在合适溶剂中的溶液中且然后蒸发溶剂来施加。
虽然已经参照优选实施例特别显示和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以进行形式和细节上的各种改变而不偏离本发明的思想和范围。因此，所公开的发明将视为仅是示范性的且范围上限制为仅由所附权利要求书说明的那样。
权利要求
1.一种磁记录盘，包括衬底，具有基本平坦的表面；在该衬底上的包括磁记录材料的多个高企的槽脊，所述槽脊具有在该衬底表面之上的上表面；在所述槽脊之间的该衬底上的多个凹陷部，所述凹陷部具有比所述槽脊的上表面低的下表面以及从所述下表面延伸的侧壁；与所述凹陷部的下表面和侧壁接触的化学机械抛光(CMP)停止层；在所述凹陷部中的包含硅和氧的填充材料；以及在所述凹陷部中的在所述CMP停止层和所述填充材料之间并接触所述CMP停止层和所述填充材料的粘合膜。
2.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述粘合膜实质上由硅构成。
3.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述粘合膜和填充材料一起形成硅和氧的连续层，所述连续层具有随厚度逐渐增加的氧含量，其中所述氧含量在靠近所述CMP停止层处最低。
4.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述填充材料包括硅氧化物，其中氧化学配比在SiOtl l和SiO2 2之间。
5.如权利要求4所述的磁记录盘，其中所述粘合膜是实质上由硅构成的基本无氧的膜。
6.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述粘合膜具有大于或等于0.Inm且小于或等于3nm的厚度。
7.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述粘合膜选自下列材料构成的组Ti、Ta、V、 Cr ；Ti、Ta、V或Cr的合金；Ti、Ta、V或Cr的氧化物；以及Ti、Ta、V或Cr的氮化物。
8.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述CMP停止层由选自非晶碳和硅氮化物 (SiNx)的材料形成。
9.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述CMP停止层是包括碳和硅的交替膜的多层。
10.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述CMP停止层也位于所述槽脊的上表面上。
11.如权利要求10所述的磁记录盘，还包括嵌入在所述槽脊的上表面上的所述CMP停止层的上表面中的硅。
12.如权利要求10所述的磁记录盘，其中所述槽脊上的所述CMP停止层的上表面与所述凹陷部中的所述填充材料的上表面基本共面。
13.如权利要求12所述的磁记录盘，还包括所述槽脊上的所述CMP停止层和所述凹陷部中的所述填充材料的基本共面的上表面上的润滑层。
14.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述槽脊的上表面和所述凹陷部中的所述填充材料的上表面基本共面，且所述磁记录盘还包括在所述基本共面的上表面上的保护外涂层。
15.如权利要求14所述的磁记录盘，还包括在所述保护外涂层上的润滑层。
16.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述槽脊中的所述磁记录材料具有基本垂直于所述衬底的表面的磁各向异性。
17.如权利要求1所述的磁记录盘，还包括位于所述衬底表面上并在所述槽脊和凹陷部之下的软磁衬层(SUL)以及位于所述SUL上并在所述槽脊和凹陷部之下的交换中断层 (EBL)。
18.如权利要求1所述的磁记录盘，还包括位于所述衬底之上并在所述槽脊和凹陷部之下的磁材料层。
19.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述磁记录盘是离散道介质盘，且其中所述槽脊包括径向间隔开的同心道，且具有填充材料的所述凹陷部包括径向间隔开的在所述道之间的防护带。
20.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述磁记录盘是位图案化介质盘，且其中所述槽脊包括离散的数据岛，具有填充材料的所述凹陷部包括所述数据岛之间的区域。
21.如权利要求1所述的磁记录盘，其中所述槽脊包括基本径向指向的伺服块，所述凹陷部包括所述伺服块之间的区域。
22.一种磁记录盘，包括 衬底，具有基本平坦的表面；在该衬底上由磁记录材料形成的多个高企的槽脊，所述槽脊具有在该衬底的表面之上的上表面；在所述槽脊之间的该衬底上的多个凹陷部，所述凹陷部具有比所述槽脊的所述上表面低的下表面以及从所述下表面延伸的侧壁；与所述凹陷部的所述下表面和侧壁接触的选自非晶碳和硅氮化物的化学机械抛光 (CMP)停止层；在所述凹陷部中并包含硅氧化物的填充材料，其中氧的化学配比在SiOai和Si02.2之间；以及所述凹陷部中的在所述CMP停止层和所述填充材料之间并接触所述CMP停止层和所述填充材料的粘合膜，所述粘合膜实质上由硅构成。
23.如权利要求22所述的磁记录盘，其中所述粘合膜和填充材料一起形成包括硅和氧的连续层，所述连续层具有随厚度逐渐增加的氧含量，其中在靠近所述CMP停止层处没有氧。
24.如权利要求22所述的磁记录盘，其中所述CMP停止层也位于所述槽脊的上表面上， 且其中所述槽脊上的所述CMP停止层的上表面与所述凹陷部中的所述填充材料的上表面基本共面。
25.如权利要求22所述的磁记录盘，其中所述槽脊的上表面和所述凹陷部中的所述填充材料的上表面基本共面，且所述磁记录盘还包括在所述基本共面的上表面上的保护外涂层。
26.如权利要求22所述的磁记录盘，其中所述磁记录盘是离散道介质盘，且其中所述槽脊包括径向间隔开的同心道，且具有填充材料的所述凹陷部包括径向间隔开的在所述道之间的防护带。
27.如权利要求22所述的磁记录盘，其中所述磁记录盘是位图案化介质盘，且其中所述槽脊包括离散的数据岛，具有填充材料的所述凹陷部包括所述数据岛之间的区域。
28.一种用于平坦化磁记录盘的方法，所述磁记录盘包括衬底，具有基本平坦的表面；在该衬底上包括磁记录材料的多个高企的槽脊，所述槽脊具有在该衬底的表面之上的上表面；以及在所述槽脊之间的该衬底上的多个凹陷部，所述凹陷部具有比所述槽脊的所述上表面低的下表面以及从所述下表面延伸的侧壁，该方法包括在所述槽脊的上表面上和所述凹陷部的所述下表面和侧壁上的所述凹陷部中沉积包括非晶碳的化学机械抛光(CMP)停止层；在所述CMP停止层之上沉积包括硅的粘合膜，所述粘合膜与所述CMP停止层接触； 在所述粘合膜之上并与所述粘合膜接触地沉积包括硅和氧的填充材料从而填充所述凹陷部至所述槽脊的所述上表面之上的高度；利用含有铈土的浆料进行第一 CMP从而去除所述槽脊的上表面上方和所述凹陷部之上的所述填充材料；以及利用含有硅石的浆料进行第二 CMP从而去除所述槽脊上方的所述粘合膜和所述凹陷部上方的额外填充材料。
29.如权利要求观所述的方法，其中进行所述第二CMP包括进行所述第二 CMP来去除所述凹陷部中的额外填充材料至与所述槽脊上的所述CMP停止层的厚度基本相同的深度。
30.如权利要求观所述的方法，还包括在进行所述第二 CMP之后，从所述槽脊去除所述CMP停止层；以及在所述槽脊和所述凹陷部中的填充材料之上沉积保护外涂层。
全文摘要
本发明提供一种具有预图案化表面特征的磁记录盘及其平坦化方法。磁记录盘具有高企的槽脊和凹陷的槽构成的表面特征。化学机械抛光(CMP)停止层沉积在槽脊上和凹陷部中。粘合膜例如硅沉积在CMP停止层上，含有硅氧化物(SiOx)的填充材料沉积在粘合膜上并与之接触。粘合膜改善SiOx填充材料的粘合并防止后续两步CMP平坦化工艺期间的剥离。
文档编号G11B5/84GK102467916SQ201110319790
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月20日 优先权日2010年10月28日
发明者K.A.鲁宾, V.P.S.拉瓦特 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司